[发明专利]一种基于噪声因子的微光夜视系统视距估算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像处理技术，特别是一种基于噪声因子的微光夜视系统视距估算方法。

背景技术

微光夜视仪已经广泛应用于军事领域，其视距是评价系统性能的重要参量，它的估算对微光夜视仪的理论研究和实际应用都有非常重要的意义。目前，国际上普遍采用的视距估算方法是测量法，测量法能够准确反映微光夜视仪在特定环境中的性能，但是由于实验不可能在各种复杂的环境下进行，所以测量法的评估范围受到很大的限制，而且耗资巨大。

针对这一问题，Rose和Devries首先对微光成像系统视距理论进行了研究，之后众多学者又对此做了进一步发展。其中Richards、Rosell、Schnitzler、Blackler和Richard等人导出的方程最具代表性，综合这些方程最终建立了经典微光成像系统的视距理论。但是经典微光成像系统的视距理论并没有考虑背景、目标以及天空辐射光谱的影响，也没有考虑到大气透射和仪器对对比度的衰减等因素。因此，用该理论公式计算仪器视距同实际的测试结果有较大的差距。再者，由于野外试验的环境条件复杂多变，测试条件也常常受限制，仪器在不同的野外条件下所得到的试验数据离散性也较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种综合考虑环境影响因素与系统影响因素的微光夜视系统视距估算方法。

实现本发明目的的技术方案为：一种基于噪声因子的微光夜视系统视距估算方法，包括以下步骤：

步骤1，获取系统的噪声因子

步骤2，获取系统的视距探测方程。

采用上述方法，步骤1的具体过程在于：

步骤1.1，获取输入像管光阴极的像元光子数信噪比(S/N)₀

(S/N)₀＝ΔN/ΔN^1/2＝ΔN^1/2＝(E₀·A·P·T)^1/2

ΔN为输入像管光阴极的像元光子数信号，ΔN^1/2为的ΔN噪声信号均方差，E₀为光阴极输入照度，A为像元面积，T为采样累积时间，P为2856K标准光源1lm光通量所包含的光子数；

步骤1.2，获取像管光阴极的输出光子数的信噪比(S/N)₁

(S/N)₁＝ΔN₁^1/2＝(η_cΔN)^1/2＝(E₀·A·P·η_c·T)^1/2

ΔN₁为经光阴极光电转换后的输出的光电子数信号，η_c为光阴极的总量子效率；

步骤1.3，获取像管光阴极的噪声因子N_F1

步骤1.4，获取像管漏斗型MCP的噪声因子N_F2

d为扩口前MCP的通道直径，l为MCP上任意两相邻微通道的孔心距，δ为二次电子发射系数，G为电流增益；

步骤1.5，获取微光夜视系统的功率噪声因子N_F系统

采用上述方法，步骤2所述的视距探测方程为：

其中，C₀为目标与背景的初始对比度，C_d为大气对比衰减系数，M(A_k)为全系统对应空间频率为A_k时的MTF值，A_K为系统分辨率，D为物镜直径；S_A为阴极积分灵敏度，α_λ为转换系数，t为人眼积累时间；ε为目标长宽比；为景物平均反射率，E₀为光阴极输入照度，τ₀为物镜透过率，τ_d为大气透过率，Φ_min为人眼值信噪比，f₀′为物镜焦距，β(G)为人眼的分辨角α与在照度为1000lx时的人眼分辨角α₀的比值，N_F为系统功率噪声因子。

本发明提出的视距估算方法，综合考虑了大气透过率、目标长宽比、对比度、反射率和光谱匹配等诸多方面，并对噪声因子进行了修正，该视距估算方法更加全面严谨，计算准确度与精度高。

下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。

附图说明